laboratoire I
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Programme de Génie Informatique 7643 Cours Sigle du Cours Session - Groupe Professeur Assistant Architecture des ordinateurs I INF4023 Automne 2006 01 Larbi, Talbi Denis, Auger Antoine, Shaneen Laboratoire 1: Portes logiques Objectifs Général Initiation aux circuits intégrés logiques TTL. Spécifiques 1. Familiarisation avec la plaquette de branchements 2. Familiarisation avec le système expérimental digital IDL-800. 3. Familiarisation avec la sonde logique. 4. Familiarisation avec le multimètre. Préalables Consultation du document technique de référence (Datasheet) pour le 74LS08 Équipement Système expérimental digital IDL-800 Multimètre Ambro Sonde logique Plaquette de branchements 74LS08, 74LS04 et 74LS32 UQO - Département d’Informatique et d’Ingénierie - Architecture des ordinateurs I – inf4023 Page 1 / 7 Introduction Dans ce laboratoire vous aborderez les fondements de la logique binaire, l’analyse de toutes les permutations d’une expression booléenne et la différence entre la logique positive (régulière) et négative. Plaquette de montage La plaquette de montage est formée d’un ensemble de trous permettant de relier les broches des circuits à l’aide de fils sans avoir besoin de soudure. On remarque sur la plaquette plusieurs rangées contenant des colonnes de 5 ou 6 trous. Les trous de chaque colonne sont reliés ensemble. Il suffit de placer le circuit de façon qu’il chevauche deux rangées. Il y a aussi des rangées ayant seulement 2 trous par colonne; elles servent à distribuer l’alimentation (VCC et la terre). Cette fois les trous d’une même colonne ne se touchent pas, chaque trou est lié avec ses voisins. Il y a souvent une ligne de couleur sur la carte indiquant les trous qui sont reliés ensemble. Parfois la plaquette comprend des bornes permettant de relier l’alimentation sur une source externe. Branchement de base Pour brancher votre circuit, suivez les étapes suivantes : Insérer votre circuit dans les trous de la plaquette, de sorte que chaque broche soit insérée dans une colonne différente. Le point (petit trou) doit se trouver à gauche (s’il y en a un, sinon prenez l’encoche comme référence.) La broche sous le point (ou à la gauche de l’encoche) est la broche #1 puis les numéros forment un U. Relier la terre et le VCC (+5V). Pour relier une broche, insérez un fil (bout dénudé) dans le trou le plus éloigné de la colonne, cela permet de remplacer facilement le circuit sans avoir à enlever les fils. Laboratoire # 1 - Architecture des ordinateurs I – inf4023 Page 2 / 7 Manipulations Partie I : Réalisation de portes logiques simples avec des interrupteurs Pour chacune des étapes suivantes vous aller faire l’implémentation dans le «IDL-800». Ensuite vous aller vérifier la table de vérité et sa correspondance avec la table de vérité théorique. Vous allez utiliser deux types d’interrupteurs. Le premier, l’interrupteur à bouton établi un contact entre ses bornes lorsque l’on pèse sur le bouton, il représente l’état logique 0 lorsque non pesé et le 1 quand il est non pesé. Le deuxième, l’interrupteur à glissière, est formé d’un point central et de deux bornes, il y a toujours un contact entre le point central et une des bornes selon la position de la glissière, on choisi un côté pour représenter le 0 et l’autre le 1. On vous demande de réaliser les quatre circuits suivant : 5V 5V 5V A 5V A B B A 1 Sortie Porte ET sortie Porte OU 1 sortie 0 A 0 B sortie Porte OU EXCLUSIF Laboratoire # 1 - Architecture des ordinateurs I – inf4023 Porte NON Page 3 / 7 Partie II : Réalisation d’une porte logique simple ( TTL ) Étape I : Implémentation dans le IDL-800 Vous devez avoir consulté un document de référence (Datasheet) pour le 7408 et connaître les broches de ce dernier. Vous devez aussi connaître les tensions d’entrée et de sortie, la table de vérité qui est implémentée et les courants maximaux que peuvent tolérer les entrées et sorties de cette puce. Utiliser deux commutateurs (numéro 18 sur la figure) et un DEL (numéro 15) du IDL-800 avec une puce 7808 pour construire le circuit. N’oubliez pas de fournir la tension et la terre à la puce. Vérifier la table de vérité et sa correspondance avec la table de vérité théorique. Étape II : Tolérances de la puce 7408 En feuilletant le document de référence vous avez certainement rencontré des valeurs de tension et de courant maximales et minimales recommandés et tolérables. Valeur Description Théorique Pratique VIL représente la tension d’entrée maximum reconnue comme un niveau «0». VIH représente la tension d’entrée minimum reconnue comme un niveau «1». VOL représente la tension de sortie maximum pour le niveau «0». VOH représente la tension de sortie minimum pour le niveau «1». IIL représente le courant d’entrée maximum reconnu comme un niveau «0». IIH représente le courant d’entrée minimum reconnu comme un niveau «1». IOL représente le courant de sortie maximum pour le niveau «0». IOH représente le courant de sortie minimum pour le niveau «1». On considère le circuit que vous venez de faire avec le IDL-800 Brancher la source de tension variable +15V (sous la molette #7) à une des deux entrées et laisser l’autre entrée connectée à un commutateur. Placer ce commutateur en position du «1» logique. N’oublier pas qu’il y a quatre portes ET par puce et que nous n’en avons besoin que d’une. Raccorder un multimètre de façon à pouvoir mesurer la tension de cette source et tourner la molette #7 complètement à gauche pour que la tension soit de 0V. Laboratoire # 1 - Architecture des ordinateurs I – inf4023 Page 4 / 7 Mettre les circuits sous tension et observer la tension indiquée sur le multimètre. Augmenter graduellement la tension jusqu’à ce que le DEL s’allume et noter la tension du multimètre. Il s’agit de la tension minimale considérée par la puce comme un «1» logique. Comparer cette tension avec celle du VIH. Diminuer maintenant la tension lentement jusqu’à ce que le DEL s’éteigne et noter la tension du multimètre. Il s’agit de la tension maximale considérée par la puce comme un «0» logique. Comparer cette tension avec celle du VIL. Débrancher le DEL et placer un multimètre à la sortie. Relier les deux entrées du ET aux commutateurs. En faisant changer la valeur logique à l’entrée, noter les tensions que produisent un «1» logique et un «0» logique en sortie. Comparer ces valeurs à celles de VOH et VOL. Brancher la sortie à l’entrée d’une autre porte en plaçant le multimètre en série entre la sortie de la première porte et l’entrée de la deuxième. Mesurer le courant. : pour un «0» et un «1» logique. Comparer ces valeurs à celles de IOH et IOL et de IIH et IiL Finalement, mesurer le courant de sortie de la première porte dans les cas suivant : Deux portes Trois portes Étape III : Utilisation de la sonde En utilisant la sonde logique, vérifiez les différentes valeurs logiques présentes dans votre circuit (au niveau de la puce, des commutateurs et du DEL.) Rapport Avant la fin de la séance, vous devrez compléter tout le travail demandé dans les parties de ce laboratoire et tirer vos propres conclusions des résultats en remettant un journal de bord. Vous pouvez, si vous le souhaitez, apporter des précisions, des contributions au présent document. . Laboratoire # 1 - Architecture des ordinateurs I – inf4023 Page 5 / 7 Annexe A Journal de travail Le but est de pouvoir fournir, directement à la fin de la manipulation, un mini rapport de quelques pages, représentant : le sujet, le contexte et les objectifs du travail, les essais et mesures réalisés, les erreurs la manière de rechercher une chose, etc. les commentaires : éventuelles propositions, critiques, etc. les conclusions. Des annexes peuvent êtres produites, contenant le cas échéant : des calculs, des tableaux de mesures, des graphiques, des prises de vue, des scripts ou listing de programmes. Les quelques pages du journal doivent être proprement et clairement présentées, de façon qu’une tierce personne puisse les lire et se faire rapidement une idée du travail effectué ainsi que de la qualité des résultats obtenus. Cette forme de rapport écrit a pour avantage de diminuer la quantité de travail à effectuer à la maison. En contre partie, les étudiants doivent effectuer un certain travail préparatoire. Le journal est principalement utile pour une personne qui reprend le développement de quelqu'un d'autre ou qui reprend ce qu'il a lui-même développé, mais plus tard. Il est donc très important de très bien documenter ce qui est fait pour éviter de recommencer à zéro par la suite. Exemple de journal : ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---Architecture des ordinateurs I – INF4023 Laboratoire 1 - 18 septembre 2006 Antoine Shaneen - [email protected] ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---- Introduction Le premier laboratoire présente de façon détaillée les portes logiques. Des circuits simples sont réalisés ainsi que la vérification de table de vérité et sa correspondance avec la table de vérité théorique et cela dans les deux parties du laboratoire. La première partie … la deuxième partie est consacrée … Laboratoire # 1 - Architecture des ordinateurs I – inf4023 Page 6 / 7 Présentation des résultats Partie I Les résultats de la porte « ET » sont illustrés dans le Tableau suivant : Porte ET Théorique A B Pratique S A B S Les résultats de la partie I sont illustrés dans le Tableau suivant : Non de la porte Théorique Entrée Sortie Pratique Entrée Sortie A A B S B S Et Ou OU EXCLUSIF Non Laboratoire # 1 - Architecture des ordinateurs I – inf4023 Page 7 / 7
